特許5836633IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

互いに直交するX軸,Y軸,Z軸の3次元座標空間における各軸の並進方向の力Fx,Fy,Fz及び各軸の回転方向のモーメントMx,My,Mzを検出する6軸の力覚センサ、及び力覚センサを備えた組立ロボットに関するものである。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

近年、組立ロボットにおいては、精密作業が要求されるようになってきており、力覚センサによる力及びモーメントの検出精度の更なる向上が求められている。しかし、力覚センサにおいては、例えばX軸方向に外力を作用部材に加えた場合に、モーメント成分Myも同時に生じてしまうような他軸干渉の問題がある。したがって、力及びモーメントの検出精度を向上させるには、この他軸干渉による検出誤差をできるだけ小さくする必要があった。 そこで、本発明は、各軸の相互間の干渉による検出誤差を小さくし、対象とする力及びモーメントを高精度で検出できる力覚センサ、及び力覚センサを備えた組立ロボットを提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の力覚センサは、平板状の台座部材と、前記台座部材に相対して配置され、外力が作用して前記台座部材に対して変位する作用部材と、前記台座部材に対する前記作用部材の変位を検出する変位検出部と、前記台座部材に相対して配置された剛性部材と、前記台座部材に垂直な軸線まわりに間隔を開けて配置され、前記台座部材と前記剛性部材とを連結する少なくとも3つの柱状弾性部材と、前記軸線まわりに間隔を開けて配置され・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、台座部材に対して垂直な垂直方向の外力が作用部材に印加されたときには、柱状弾性部材が台座部材に対して垂直方向に延びているので、柱状弾性部材はほとんど撓まず剛体として作用する。このとき、梁状弾性部材は、台座部材に対して垂直方向に撓み、作用部材が垂直方向に変位する。また、台座部材に対して水平な水平方向に外力が印加されたときには、梁状弾性部材が水平方向に延びているので、梁状弾性部材はほとんど撓まず剛体として作用する。このとき、柱状弾性部材は、台座部材に対して水平方向に撓み、作用部材が水平方向に変位する。また、台座部材に対して水平な軸まわりのモーメントに対しては、柱状弾性部材はほとんど撓まないが、梁状弾性部材には撓みが生じる。したがって、作用部材は、台座部材に対して水平な軸まわりの変位が生じる。同様に、台座部材に対して垂直な軸まわりのモーメントに対しては、梁状弾性部材はほとんど撓まないが、柱状弾性部材には撓みが生じる。したがって、作用部材は、台座部材に対して垂直な軸まわりの変位が生じる。このため、各軸の相互間の干渉による検出誤差が小さくなり、対象とする力及びモーメントを高精度に検出することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1力覚センサの概略構成を示す説明図であり、(a)は力覚センサの斜視図、(b)は(a)とは異なる方向から見た力覚センサの斜視図である。

【図2】本発明の第1力覚センサの変位検出部を説明するための図であり、(a)は、力覚センサの正面図、(b)は、力覚センサの断面図である。

【図3】X軸、Y軸及びZ軸の並進方向に作用部材に力が印加された場合のセンサ本体の変形状態を示す図である。(a)はX軸方向に作用部材に力Fxが印加された場合、(b)はY軸方向に作用部材に力Fyが印加された場合、(c)はZ軸方向に作用部材に力Fzが印加された場合を示すセンサ本体の断面図である。

【図4】X軸、Y軸及びZ軸まわりの回転方向に作用部材にモーメントが印加された場合のセンサ本体の変形状態を示す図である。(a)はX軸まわりに作用部材にモーメントMxが印加された場合、(b)はY軸まわりに作用部材にモーメントMyが印加された場合を示すセンサ本体の断面図である。(c)はZ軸まわりに作用部材にモーメントMzが印加された場合を示すセンサ本体の斜視図である。

【図5】本発明の第2力覚センサの概略構成を示す斜視図である。

【図6】X軸、Y軸及びZ軸の並進方向に作用基体に力が印加された場合のセンサ本体の変形状態を示す図である。(a)はX軸方向に作用基体に力Fxが印加された場合、(b)はY軸方向に作用基体に力Fyが印加された場合、(c)はZ軸方向に作用基体に力Fzが印加された場合を示すセンサ本体の断面図である。

【図7】X軸、Y軸及びZ軸まわりの回転方向に作用基体にモーメントが印加された場合のセンサ本体の変形状態を示す図である。(a)はX軸まわりに作用基体にモーメントMxが印加された場合、(b)はY軸まわりに作用基体にモーメントMyが印加された場合を示すセンサ本体の断面図である。(c)はZ軸まわりに作用基体にモーメントMzが印加された場合を示すセンサ本体の斜視図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

100…力覚センサ、101…台座部材、102…作用部材、103…剛性部材、103a…剛性基体、103b〜103e…剛性突出片、104A〜104D…弾性部、104a〜104h…梁状弾性部材、105a〜105d…柱状弾性部材、200…力覚センサ、201…台座部材、202…作用部材、202a…作用基体、202b,202c…突出片、203…剛性部材、203a…剛性基体、203b,203c…剛性突出片、204A〜204D…弾性部、204a〜204h…梁状弾性部材、205a〜205d…柱状弾性部材、300…変位検出部

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